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有限元重度加大法在边坡稳定性分析中的应用

作　者: 朱序华
导　师: 谷拴成
学　校: 西安科技大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 土质边坡有限元强度折减法有限元重度加大法屈服准则安全系数
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
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内容摘要

边坡的稳定性计算方法有多种,其中采用有限元计算的方法可以不用事先假设滑动面的位置而应用较广。比较突出的有有限元强度折减法和有限元重度加大法两种。二者均为近年来计算边坡安全系数的有效方法。有限元强度折减法由于起源较早,计算精度得到广泛认可。相比而言重度加大法则由于理论缺陷在实际应用中较为少见。本文在土质边坡与岩质边坡大量算例的基础上,分别应用有限元强度折减法和有限元重度加大法进行安全系数计算。结果显示:有限元重度加大法计算的结果大于有限元强度折减法计算的结果。对土质边坡当坡度较缓,边坡高度较矮时,二者的结果相差比较大;当坡度较大,边坡高度较大时二者计算结果基本相同。通过结果分析可以得出边坡坡度低于1:1.5时,有限元重度加大法不建议使用;当边坡坡度大于等于1:1.5时,可以采用该方法计算边坡的安全系数。对于岩质边坡,算例结果显示,有限元重度加大法计算的结果与有限元强度折减法计算的结果基本相同。对于岩质边坡可以采用有限元重度加大法进行计算安全系数,结果精确可靠。最后,通过采用有限元重度加大法对两组工程实例的边坡稳定性进行分析。计算结果显示:工程实例二的边坡稳定性较差,需要进行锚杆支护开挖;工程实例一的边坡稳定性较好,可以不采取防护措施。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
1 绪论  6-9
  1.1 问题的提出  6
  1.2 国内外研究现状  6-8
  1.3 本文的研究内容  8-9
2 边坡稳定性分析的理论基础  9-16
  2.1 边坡岩土体本构关系的选取  9-12
    2.1.1 莫尔—库仑（Mohr-Coulomb）准则  9-10
    2.1.2 德洛克—普拉格（Drucker-Prager）准则  10-11
    2.1.3 莫尔库仑相关准则  11-12
  2.2 计算软件的选取  12-13
  2.3 有限元强度折减法与有限元重度加大法简介  13-15
    2.3.1 有限元强度折减法简介  13-14
    2.3.2 有限元重度加大法简介  14-15
  2.4 安全系数选取的原则  15
  2.5 小结  15-16
3 两类有限元计算方法在边坡安全系数计算中的应用  16-35
  3.1 土质边坡的有限元计算  16-26
    3.1.1 计算模型的选取  16-19
    3.1.2 计算结果分析  19-26
    3.1.3 浅谈横向塑性区域与等效塑性应变的关系  26
  3.2 岩质边坡二维有限元稳定性分析  26-33
    3.2.1 单滑动面下的边坡稳定性问题  26-28
    3.2.2 多组滑动面下的边坡稳定性问题  28-33
  3.3 有限元重度加大法的优缺点  33
  3.4 小结  33-35
4 工程实例计算  35-50
  4.1 工程实例一  35-41
    4.1.1 地质情况  35-36
    4.1.2 边坡稳定性计算  36-41
  4.2 工程实例二  41-49
    4.2.1 地质情况  41-42
    4.2.2 有限元计算结果  42-46
    4.2.3 边坡防护措施  46-49
  4.3 小结  49-50
5 结论  50-52
  5.1 主要结论  50
  5.2 进一步研究的建议  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-55

有限元重度加大法在边坡稳定性分析中的应用

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